Simulação de envelopes morfológicos: o software
e o arquiteto na especulação tipológica
Morphological envelopes
typological speculation
simulation:
a
software
and
the
architect
in
the
Júlio Celso Borello Vargas
Centro Universitário Feevale
Novo Hamburgo, RS – Brasil - 90.050-350
[email protected]
http://lattes.cnpq.br/6198461567257652
Isabel Cristina Siqueira da Silva Silva1,2
1
Instituto de Informática – Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)
Porto Alegre, RS - Brasil - 91501-970
2
Centro Universitário Ritter dos Reis (UniRitter)
Porto Alegre, RS - Brasil – 90840-440
[email protected]
http://lattes.cnpq.br/7221692456270122
Abstract. In the contemporaneous context of the Brazilian city production, the
design stage called “viability study” evolves from an architectural expertise
activity to a exploration’s routine of urban lots constructive potential. In
this universe, the Graphics Simulation of Building Regime tool intends to
supply the computational support lack verified among the city producing
agents, helping to overcome the stage of rustic and manual work that
characterizes the viability studies and feed the debate about the importance
of the designer and his customized solutions. In order to do that, the
information are mapped to a graphic representation that facilitates the user
interpretation.
Palavras chave. Morfologia Urbana, Regimes Urbanísticos, Computação Gráfica,
Interação Humano-Computador.
1. Introdução
No contexto contemporâneo da produção da cidade brasileira, a etapa projetual
chamada de “estudo de viabilidade” vem deixando de ser um caso de expertise
arquitetônica
para
se
tornar
mera
rotina
de
exploração
do
potencial
construtivo dos lotes urbanos. A especulação criativa das alternativas de
ocupação dos terrenos foi substituída por uma atividade mecanizada de ajuste
das tipologias maximizadoras de renda às restrições dos códigos de controle
urbanístico das legislações municipais – os planos diretores.
Neste
universo,
a
ferramenta
de
Simulação
Gráfica
de
Regimes
Construtivos vem, por um lado, suprir a carência de suporte computacional
verificada entre os agentes produtores da cidade, auxiliando a superar o
estágio de trabalho rústico que caracteriza os estudos de viabilidade e, por
outro, alimentar o debate acerca da importância do projetista e das soluções
customizadas em contraponto à pasteurização. Este debate precisa ser feito, e
a provocação está lançada: se o estudo de viabilidade raramente é remunerado,
se
sua
meta
única
é
a
exploração
do
potencial
econômico
do
solo,
independentemente da qualidade espacial, por que não usar um software?
Do ponto de vista prático, a ferramenta aqui apresentada – resultado de
3 anos de pesquisa e desenvolvimento – está compilada e é funcional, rodando
em
computadores
relevantes.
pessoais
Ela
morfológicas
com
diferentes
possibilita
definidas
características,
bem
a
visualização
numericamente
como
sua
plataformas,
gráfica
e
as
parametrização
a
sem
inconsistências
de
características
relações
entre
partir
aplicação
da
essas
de
conceitos ligados à Interação Humano-Computador, à Computação Gráfica e, em
especial, a uma subárea da mesma denominada Visualização de Informações.
2. Contextualização: o projeto arquitetônico no mercado
imobiliário contemporâneo brasileiro
O Planejamento Urbano contemporâneo brasileiro
possui um marco legal
que
emerge a partir da Constituição de 1988, a qual dá origem ao Estatuto da
Cidade 1 (Lei Federal nº 10.257/2001), uma lei inovadora fundada em princípios
da chamada “reforma urbana”. Assim, a partir de 2001, foi alavancada uma nova
rodada
de
planos
diretores
em
praticamente
todos
os
municípios
do
país,
buscando adequar ou criar legislações urbanísticas locais consonantes com as
diretrizes do Estatuto.
A
falta
de
cultura
de
planejamento
dos
agentes
produtores
e
fiscalizadores fez com que estes “novos” planos caíssem em um reducionismo
técnico que os manteve apoiados no conteúdo regulador, fundado em zoneamento e
regimes urbanísticos, especialmente os de caráter morfológico – índices de
aproveitamento, taxas de ocupação, alturas e recuos máximos e mínimos.
1
http://www.planalto.gov.br/ccivil_03/LEIS/LEIS_2001/L10257.htm.
Paralelamente,
liberalização
discurso
o
fenômeno
econômica
global
alcançou
governamental
de
de
a
estímulo
reestruturação
produção
ao
das
do
capitalismo
cidades,
“desenvolvimento
e
escorado
econômico”,
de
pelo
também
presente no Estatuto da Cidade. Assim, observou-se na segunda metade da década
de 1990 uma aceleração da industrialização da construção civil, em sintonia
com a lógica central do capitalismo avançado: primazia do aspecto financeiro
em detrimento das qualidades instrínsecas da edificação. As construtoras que,
em geral, funcionavam como prestadoras de serviço passaram a ser elas próprias
especuladoras, incorporadoras e “bancos” de si mesmas.
Os edifícios viraram produtos industrializados na verdadeira acepção do
termo, os quais, uma vez ajustados em suas planilhas de custos e preços,
consolidam-se
como
parâmetro
ótimo
concorrência.
Eles
assumiram
um
a
ser
aspecto
multiplicado
e
“pré-fabricado”,
seguido
pela
assemelhando-se
exageradamente uns aos outros e multiplicando-se indistintamente pela cidade.
O
mercado
expostos
imobiliário
ao
passa
consumidor,
a
assim
ser
uma
como
coleção
roupas
ou
de
produtos
produtos
pasteurizados
eletrônicos
em
um
shopping center. Não há mais vínculo claro entre a necessidade de construção
(advinda
do
déficit
habitacional
e/ou
do
crescimento
populacional)
e
a
produção de edifícios, nem tampouco, em um nível especificamente morfológico
de análise, relação entre a oferta de espaço – o lote com sua forma, geometria
e área – e o processo de modelagem do edifício.
O arquiteto passa a ser apenas mais um componente da cadeia produtiva,
aquele que vai “enfeitar” o paralelepípedo resultante da aplicação máxima dos
regimes, pois, para a etapa inicial de visualização do potencial construtivo
do
lote
é
suficiente
aplicar
mecanicamente
os
regimes
numéricos
em
sua
situação máxima, gerando o envelope morfológico básico. Este, posteriormente,
será “trabalhado” pelo arquiteto em seu lay-out interno e detalhes estéticos
que, muito provavelmente, virão de algum briefing ditado por uma agência de
publicidade.
Portanto, numa atitude propositiva, mas também provocativa, nossa pesquisa
pretende contribuir para a simplificação do “estudo de viabilidade”, passo
inicial do processo de empreendimento imobiliário, mas também forçar o debate
acerca
do
papel
do
profissional
arquiteto
neste
contexto
de
legislações
transitórias e mercados voláteis.
3. Trabalhos relacionados e referências
O uso de ferramentas baseadas em Computação Gráfica e voltadas à área da
Arquitetura e Urbanismo permite ao projetista disparar um processo interativo
de soluções onde, para cada alternativa pesquisada, são realizadas as tarefas
de modelagem, análise, avaliação e revisão, até que suas características,
dimensões e quesitos construtivos atendam às necessidades do projeto (Covas,
1999).
A
imagem
é
uma
importante
forma
de
transmissão
de
informações
arquitetônicas e urbanísticas, pois uma imagem gerada a partir de um modelo 3D
de um trecho de uma cidade é, geralmente, mais reveladora do que um parágrafo
de um texto sobre as características físicas desta área (Kos, 2008).
Segundo Rocha e Baranauskas (Rocha, 2000), o usuário deve perceber a
informação
apresentada
através
dos
sinais
que
a
constituem,
pois
o
entendimento de tal mecanismo envolve os processos psicológicos em operação e
as redes neurais relacionadas. Assim, segundo Freitas (2007), os projetistas
de sistemas de visualização devem considerar duas questões principais:
o
mapeamento de informações para uma representação gráfica que facilite a sua
interpretação pelos usuários e o fornecimento de meios que permitam limitar a
quantidade de informações que estes recebem, mantendo-os, ao mesmo tempo,
"cientes" do espaço total de informação.
Por isso, o trabalho de investigação e ação sobre o espaço urbano a
partir de sua base arquitetônica é compelido a explorar as potencialidades da
Computação Gráfica e das novas tecnologias da informação, buscando interfaces
com alto grau de usabilidade. Os sistemas comerciais existentes, especialmente
os programas CAD e GIS não são capazes de explicitar padrões morfológicos
urbanos stricto sensu, nem os conceitos específicos que dizem respeito a
regimes
e
padrões
urbanísticos.
Uma
alternativa
para
tais
questões
é
o
software CitiZoom (Turkienicz, 2008), que é uma ferramenta de suporte à tomada
de decisão para projetos urbanos que
provê um ambiente onde diferentes
modelos podem operar interativamente com o objetivo de otimizar o processo de
planejamento urbano. Porém, devido ao grande número de funcionalidades, a
interface gráfica desta ferramenta torna-se complexa.
Atualmente
existem
os
chamados
sistemas
BIM
-
Building
Information
Modeling – que expandem os limites dos CAD ao trabalhar com os atributos
geométricos,
geográficos,
quantidades,
relações
e
outras
propriedades
dos
elementos espaciais, simulando de maneira bastante complexa os processos de
projetação, construção e utilização de um edifício.
No entanto, nota-se a necessidade da introdução de novos sistemas e
técnicas
de
tratamento
da
informação
aplicada
especificamente
ao
projeto
arquitetônico baseado em normativas urbanísticas, através da utilização de
aplicativos mais simples em ambientes gráficos de estrutura integrada e de
fácil manipulação, levando à proposição de uma ferramenta própria, uma solução
on-demand, construída especificamente para as necessidades relatadas.
4. A Ferramenta proposta, em utilização
A
ferramenta
atual
foi
implementada
a
partir
do
uso
da
linguagem
de
programação C++, da biblioteca OpenGL e toolkit FLTK (Fast Library Toolkit). A
geração da imagem se dá a partir da interação do usuário com a ferramenta,
informando parâmetros necessários à simulação gráfica de edificações com base
em regimes construtivos.
A ferramenta encontra-se na sua terceira fase de desenvolvimento. Ao
longo de sua implementação, novas funcionalidades foram sendo agregadas, todas
considerando a definição pelo usuário de parâmetros construtivos. Estes estão
divididos em três categorias: lote, regimes construtivos e edifício.
À medida que o usuário define parâmetros específicos, são realizados
cálculos estruturais de acordo com os regimes construtivos. A seguir, a imagem
é gerada (imagen da edificação e/ou do lote) de acordo com tais cálculos e
exibida ao usuário que pode, ainda, rotacionar a imagem, de modo a visualizar
as laterais da edificação e/ou sua parte superior, e dar zoom na mesma. Sempre
que o usuário indica um parâmetro equivocado, o sistema emite uma mensagem de
alerta, indicando o erro. Alguns valores são apresentados na cor vermelha a
fim de chamar a atenção do usuário para a extrapolação do valor máximo
permitido pelo respectivo regime urbanístico.
Após avaliação junto a usuários (Silva, 2008), a interface gráfica foi
remodelada e pode ser observada na Figura 2. Foram adicionadas as opções
“Abrir” e “Salvar” no menu “Arquivo”, a possibilidade da alteração do tipo de
projeção – ortográfica ou perspectiva – e os controles foram agrupados e
reorganizados de modo a facilitar o uso dos mesmos pelo usuário. A imagem
final também foi tratada, com a adição de linhas de contorno à edificação que,
por sua vez, é exibida em um quarteirão formado por seis lotes, ainda de
caráter ilustrativo. Outro aspecto relacionado à imagem gerada foi o emprego
de iluminação de modo a deixar as imagens geradas mais realísticas.
Esta nova versão foi posta à disposição de estudantes de último ano do Curso
de
Arquitetura
e
Urbanismo
do
Centro
Universitário
Feevale
de
Novo
Hamburgo/RS, Brasil, os quais puderam à prova o software através da seleção de
lotes urbanos e da simulação da aplicação de regimes construtivos de Planos
Diretores de 5 (cinco) diferentes municípios do interior do Rio Grande do Sul:
Dois Irmãos, Estância Velha, Novo Hamburgo, Parobé e Taquara. Todos estes
Planos Diretores, em que pese as diferenças entre as cidades, comungam da
mesma lógica de “planejamento urbano” vigente na atualidade brasileira, que
normatiza a morfologia urbana através de índices numéricos abstratos que,
aplicados aos terrenos, induzem a determinadas tipologias padronizadas (ver
Figura 3).
5. Considerações Finais
O
trabalho
de
investigação
e
ação
sobre
a
morfología
urbana
requer
a
exploração das potencialidades da Computação Gráfica e de novas tecnologias da
informação, tendo em vista o processo decisional de planejamento e desenho
urbano.
Atualmente,
Computação
Gráfica
várias
pesquisas
visando
o
vêm
sendo
desenvolvimento
realizadas
de
meios
na
área
alternativos
da
e
eficientes de visualizar e disponibilizar informações.
Neste sentido, a ferramenta apresentada visa permitir maior agilidade nas
simulações morfológicas, provendo aos arquitetos uma maneira de “atalhar” o
caminho do estudo de viabilidade. A partir da validação junto a futuros
arquitetos e urbanistas, nota-se que, de um modo geral, a ferramenta foi bem
aceita e atendeu os objetivos a que foi proposta. Todos os alunos demonstraram
satisfação com os resultados e aprovaram sua utilização no ensino, uma vez que
o entendimento dos mecanismos de controle da forma edificada – os regimes
urbanísticos – fatalmente encontráveis nos planos diretores dos municipios
brasileiros - são simulados graficamente e conceitos antes tratados apenas em
teoria ou através de cálculos e desenhos manuais são explicitados de forma
automática.
Atualmente, a ferramenta ainda está em desenvolvimento como parte de um
projeto de pesquisa integrado. Pretende-se incluir o acesso a banco de dados
de modo que os regimes do plano diretor de um determinado município possam ser
automáticamente
buscados,
à
maneira
de
um
SIG,
entre
outros
futuros
desenvolvimentos.
Referências
Covas, N.; Belk, A.: 1999, Tecnologia e Qualidade em Sistemas. Revista Qualidade na Construção - SindusCon/SP - nº 19 - Ano II.
Donath, D.; Lobos, D. :Top down and bottom up – using BIM to merge these two design strategies. In: XII Congreso Iberoamericano de Gráfica
Digital - Sigradi, 2008, Havana-Cuba.
Freitas, C.M.D.S. :2007, Visualização de Informações e a Convergência de Técnicas de Computação Gráfica e Interação Humano-Computador.
Jornadas de Atualização em Informática (JAI), XXVII Congresso da SBC, 2007, 45p.
Kós, J.R.; Barki, J.; Segre, R.; Borde, A.; Boas, N.V.: s.d., Investigação Digital dos Projetos do Mesp – A Busca dos Vestígios do Modernismo
Braisleiro. Disponível em: <http://cumincades.scix.net/data/works/att/fa3a.content.pdf>. Último acesso: Maio de 2008.
Rocha, H.; Baranauskas, M. (ed.): 2000, Design e Avaliação de Interfaces Humano-Computador. Escola Computação: IME - USP, São Paulo.
Silva, I. C. S. ; Vargas, j. C. B.: 2008, Sistema para Simulação Gráfica de Sistemas Construtivos. In: XII Congreso Iberoamericano de Gráfica
Digital - Sigradi, 2008, Havana-Cuba.
Turkienicz, B.; Gonçalves, B.; Grazziotin, P.: 2008, CityZoom:A Visualization Tool for the Assessment of Planning. International Journal of
Architectural Computing, Volume 6, Number 1, pp. 79-95(17).